紧固件表面处理方式⑧——渗锌

粉末渗锌工艺

粉末渗锌是将表面清理过的工件埋入装有渗锌荆的密封容器中，加热到锌的熔点( 419。4℃)以下，保温一定的时间，然后随炉冷却到室温。粉末渗剂通常有锌粉、惰性粉末（如氧化铝）、活性剂如氯化铵和氯化锌等组成。渗锌层的厚度与品质主要与加热温度、保温时问、渗剂成分及渗锌方法有关。通常渗锌温度愈高，则渗层愈厚。但温度过高会使工件镀层表面黏锌，且表面粗糙度下降。一般固体粉末渗锌温度为380℃～400℃。渗层的厚度随保温时间的延长而增加．但到一定的时问后保温时间再延长，渗层深度不会有很大的增加，这是由于渗层表面的锌含量已达到了饱和状态。渗镀时间一般控制在2h～4h之间。

渗锌处理后，通常对渗层进行铬酸盐钝化处理或在磷酸盐中进行磷化处理，使渗层表面形成一层保护膜，进一步提高渗锌层的耐蚀性．防止在运输及储存过程中形成“白锈”腐蚀现象。

渗锌剂的成分对渗层厚度也有较大的影响，渗剂中含锌量越高，则渗镀速度越快且渗层较厚，这是因为高含量的渗剂会提高活性锌原子的浓度、有利于促进锌原子的扩散速度。渗层的厚度还与渗锌方法有关，如用回转炉渗锌的方法，其渗镀速度比普通的箱式渗镀要快的多，这是因为工件在回转炉旋转过程中能与渗剂均匀且经常接触的缘故。

粉末渗锌的特点是，渗层较均匀，不会产生氢脆及变形现象，适合形状复杂的工件，如紧固件、弹簧以及管子等。其缺点是劳动条件差，环境污染较大，不易生产自动化等。

粉末渗锌产品的性能

粉末渗锌产品的性能良好，概括起来有以下特点：

耐腐蚀性强。腐蚀、锈蚀是钢铁材料的天敌。据估算，世界钢产量约有 十分之一损耗于腐蚀、锈蚀。腐蚀对我国造成的经济损失每年至少在400亿元以上。实践证明，在海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境下，渗锌层的耐蚀性 优于热、电镀锌和不锈钢。在同一种工业大气中，不锈钢腐蚀600天，表面就布满锈点，而渗锌产品腐蚀1600多天，其表面没一点锈迹。

耐磨、抗擦伤性能好。渗锌层表面硬度能达到Hv250～400，而热、电镀锌制件表面为纯锌，镀层硬度仅为Hv70左右，因此渗锌比热、电镀锌耐磨和抗擦伤性能好得多。

生产基本无污染。在一般情况下，渗锌生产的前处理只采用抛丸机除锈 清油，且用布袋除尘，能达到国家三级标准。生产中以油燃料作为主要能源，采用循环燃烧无烟排放技术，粉末渗锌技术为锌固体渗，没有锌蒸气产生，工件与 助剂又在密闭的器具中进行渗透和分离，对周围环境没有污染。

锌消耗量比较低。据了解，热镀锌的锌消耗量吨产品为100公斤左 右，而粉末渗锌仅为30公斤左右，只占热镀锌的30%。另外，也没有锌锅腐蚀这一热镀锌的老大难问题。

涂漆后能实现复合防护。渗锌产品的渗锌层均匀且与油漆的结合力为一级，其复合防护层的耐腐蚀性均优于热、电镀锌和渗锌层。

经渗锌处理的钢材制件不影响材料的机械性能。渗锌处理的温度比热镀锌低100～280℃，此温度下吸入钢基体的氢原子已扩散逸出。因此在应用中没有氢脆的危害，也能避免弹簧等一些高强度件因处理温度高造成机械性能下降的弊端。

真空渗锌技术是一种新的钢铁制件防腐蚀处理的新工艺，它代表了钢铁防腐处理技术发展的新趋势。真空渗锌也是由锌铁扩散反应形成的渗锌层，因此真空渗锌层的组织、性能及应用范围，与粉末渗锌基本一致。与粉末渗锌相比真空渗锌具有以下特点：

1)渗锌过程中锌的氧化损失少，锌的利用率高。

(2)工艺稳定，渗层重现性好。

(3)渗层质量好，渗层表面无氧化。

(4)设备复杂，一次性投资较高。

渗锌产品的性能优势，决定其应用广阔，效益显著。如室外钢结构及紧固件、高速公路护栏、桥梁，水暖器具和建筑五金、汽车、工程机械等零部件，粉末冶金制品以及化工、海洋、冶金、发电等工程中的耐蚀、耐高温零部件都可采用渗锌钢材产品，其经济效益是很可观的。如热镀锌护栏的使用年限一般为6年，而渗锌护栏（渗层厚度9 0～1 00微米）可保30年不腐蚀，不用大维修。据估算，以每公里高速公路护栏（双向车道4排护栏）使用30年计，其总热镀锌为68万多元，渗锌仅用23万多元，前者为后者近3倍。据有关部门前些年统计，全国7万公里铁路每年用于铁道钉浇油维修费用达4亿多元，若采用渗锌道钉，30年免大修，可为国家节省120多亿元。由此看出，粉末渗锌技术可为围家创造巨大的经济效益和社会效益，如加上提高资源使用率、保护环境等各方面的收益，粉末渗锌技术的贡献十分显著。